人工智能背景下課堂教學方法的改革與創新

［摘 要］人工智能作為新興科技力量的重要代表，承載著時代發展的使命。人工智能應用到教育領域，推動了理念、技術、平臺、資源與教育領域的深度融合，取得了突出的成果。在人工智能背景下，教師的課堂角色發生了革命性變化，學生的學習資源實現了個性化整合，虛擬現實技術也使教學活動突破了時空的界限。人工智能應用到教育領域，為課堂教學方法的改革和創新提供了技術支撐，并使學生從中獲取更加多元和個性化的學習策略、資源保障。教育要始終堅持以人為本和全面發展的思路，在堅持技術創新和理論研究的同時，實現人工智能在教育領域的廣泛應用，促進人工智能與教育教學的深度融合。

［關鍵詞］人工智能；課堂教學；教學方法；智能科技；教學要素

［中圖分類號］G642 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）17-0044-05

1956年，在達特茅斯會議上，人工智能的概念第一次被正式提出。人工智能，是指綜合運用技術手段，致力于模擬和應用人類智能的跨領域技術科學，通常體現為模擬人的智慧與能力。人工智能的概念內涵和外延較為明確，但其涉及和包含的實際領域則較為多元，發展態勢也并不均衡。人工智能被廣泛應用于科學研究和社會生活，主要出發點是希望機器能夠協助人類去處理原本只有人類才能完成和實現的工作任務。目前，隨著配套理論和科技不斷取得突破性的進展，人工智能在多個領域都取得了豐碩的成果，并逐步實現了與教育領域的深度融合。

一、人工智能在教育領域的應用現狀

d24fXk20+ll610GttElf3lTtbysCauWUwWc6XuWOMJQ=隨著科學技術的蓬勃發展，支撐人工智能的基礎學科領域不斷取得突破式進展，人工智能在各領域的應用駛入了快車道，成為21世紀初最重要的技術革命之一[1]。 2016年，為牢牢抓住時代風口，敏銳把握和積極應對人工智能的重大發展機遇，世界各國緊跟形勢，搶抓機遇，乘勢而上，先后從國家層面重拳出擊、持續發力，出臺了一系列促進人工智能有序發展的政策法規和條文，制定了搶占人工智能高地的發展戰略[2]。特別是在2019年，聯合國教科文組織發布了《教育中的人工智能：可持續發展的挑戰和機遇》，對人工智能在時代更迭中展現出來的強大力量進行了高度評價，認為人工智能在進一步改善和豐富人類學習方式、提升學習質量、實現教育平等等方面可以提供強大支持和重要保障。2022 年11 月，ChatGPT的發布和應用引起軒然大波，學界十分關注ChatGPT在教育教學領域的運用，并對此展開了激烈的討論。

關于人工智能在教育領域的實際應用情況，我們不得不承認，無論是應用的理念技術支撐還是發展進度，我國距離發達國家還有較大差距，教育應用的思路還未打開，應用的方式方法和平臺建設也都還處于初級階段。2017年，國務院頒布了《新一代人工智能發展規劃》，從國家層面進行設計規劃，并通過多種渠道和手段大力推進，明確提出實現智能教育的宏偉目標，積極創建以學習者為中心的教育環境[3]。但是，從目前的發展態勢和實際情況來看，我國人工智能的教育應用發展水平還不高，特別是全國各地的發展水平不均衡，且多停留在簡單的技術運用、多媒體展示、會議聯通、網絡連線、資源互通等層面。可見，目前我國人工智能應用于教育領域的實踐成果還有待豐富，應用方式方法還有待更新。此外，部分一線教師缺乏對人工智能基礎知識的了解，實踐操作能力不足，在課堂教學中的實際應用能力還處于較低層次，認知水平和實踐能力還有很大的提升空間。

二、人工智能背景下課堂教學的突出特點

關于傳統課堂教學模式的突出特點，我們可以將其概括成“三個中心”，分別是以教師為中心、以書本為中心、以課堂為中心[4]。這“三個中心”從教學關系的層面，反映了在傳統教學環境中教師與學生之間的對立關系，體現了學生主體性角色的失位和話語權的缺失。在傳統課堂上，教師大多處于絕對主導地位，“一言堂”的情況成為教學常態，教學過程多為教師單方面進行強制性知識輸出，而學生則主要處于被動接受的狀態，學生在學習過程中普遍缺乏參與性和主動性，鮮少有表達自我意識的途徑和機會，導致其自主學習能力和創新能力都較為匱乏，呈現出思維固化的學習狀態。但在人工智能背景下，教學模式出現了嶄新的變化，人工智能技術正在成為引領新一輪科技革命的領頭雁，并對教育產生了巨大影響 [5]。過去，教師只是簡單地運用某一科技成果實現單一的課堂效果，而人工智能的教育應用可將人工智能的思路、技術和平臺引入教育領域的各個環節，實現教學過程全方位、全流程的完善升級。

（一）教師課堂角色的革命性重塑：多角度轉變職業內涵

教師在傳統課堂之中的角色，始終處于不容置疑的主導地位，應該說，無論是從傳遞信息、育人管理，還是從成績評估的角度，教師無疑在教學活動中享有獨一無二的控制地位。在人工智能背景下，現代智能科技逐漸被應用到教學活動的過程中，教師的職業內涵、思維模式甚至教學方法都走向了全新的階段，發生了深刻的變革。基于自身屬性，人工智能具有邏輯推演、分類存儲、分析診斷等功能，能夠通過技術手段代替教師完成教學設計、教案編寫、課件完善、信息傳遞、反饋評估，甚至作業批改等工作，不但提升了知識傳遞的效率和針對性，甚至還可以通過對學生整體學習過程進行全方位的數據分析，得出具有科學依據的深度評估報告。人工智能背景下教學模式的改變，最為顯著之處在于其擺脫了傳統線下教學是唯一教學模式的限制。它使學生不但可以繼續面對面地聆聽教師的授課，還可以利用線上的教學資源開展自主學習，并運用線上平臺和教師、同學分享學習成果，完成學習目標。在人工智能參與課堂教學之后，教師的課堂角色發生了翻天覆地的變化。雖然教師在課堂教學中依然不能夠被輕易取代，但其角色已經從傳統課堂的絕對主導者，轉變成為教學活動的組織者、教學環節的督導員以及課業成效的評估者等。

（二）學生資源策略的針對性整合：滿足個體個性化需求

在傳統教學過程中，盡管按照年齡和學習水平對學生進行了初步分類，但實事求是地講，在任何一個群體中，由于學生的學習基礎、學習經歷以及天賦潛能等原因，教師很難在課堂上完全實現因材施教，即進行有的放矢的個性化講授和針對性教學，有的學生“吃不飽”，有的學生“跟不上”，教學效果很難達到預期。這種狀況，在人工智能被應用到教育實踐中后，得到了較為理想的改善。在人工智能背景下，智能科技應用在教學活動中，能夠使學生真正實現個性化學習。這種技術思維模式體現在兩個方面：一是保障學生在學習過程中全方位實現個體自我認知。將學生的學習過程全面納入人工智能分析領域，根據學生在學習過程中呈現的學習狀況和基礎數據，甚至包括學習狀態和情緒等方面，進行專業的研究和分析，深入探索適合每個學生的個性化方案。進行大數據分析后，還可以根據同年齡、同教育背景、同進度的學生群體相近的數據樣本，整合形成具有指導性和系統性的教學范本。同時，人工智能還可以利用差異化的樣本和數據，形成真正具有針對性、個性化的教學內容，為不同的學生制訂具有差異性的教學計劃。在此基礎上，利用人工智能，還可以生成個性十足、獨屬于學生個體的學業發展水平評估報告，依據學生本人實時的精確數據和發展趨勢，為學生提供一對一、點對點、精準解決實際問題的資源和策略。二是保障學生在學習過程中，全方位實現個體個性化實時反饋和支持。可利用人工智能技術的信息化思維和技術載體，對學生學習全過程進行全方位的分析和評估，實時反饋相關數據，并通過精密的統計分析，持續性輸入和提供更具針對性的學習資源和個性化更強的支持模式。此外，利用人工智能，課堂教學的評價方式也取得了長足進步。傳統課堂中，洞察和發現學生在情感、情緒、態度等方面的細微差別較為困難，但利用人工智能，教師可以通過對學生學習過程的全方位分析，較為精準地評估學生學習情況的差異化表現。

（三）虛擬現實技術的實驗性展現：多層次打破時空界限

放眼我國的教育發展現狀，課堂教學方式主要以理論教學為主、實踐教學為輔，這使得學生的知識學習和技能掌握在理論層面收獲較多，在實踐層面積累較少。現代教育主張理論與實踐并重，且高度重視將最新科技理論知識應用于具體實踐的有效性。人工智能背景下，針對現代教育注重實踐教學的特點，可充分依托虛擬現實技術的仿真實驗平臺、虛擬實驗室構建具有沉浸感的體驗式教學模式，打造超越現實環境的沉浸性、交互性、多感知性的學習場景，促進學生所學知識內容和技能達到深層次的理解與內化，實現深度學習的目標。人工智能引入教育、走進課堂，可以實現虛擬與現實的結合、線上與線下的互聯，甚至還可以根據教學設計內容和技術支撐模式的創新性碰撞融合，創造性地構筑和建立一些突破傳統、有利于研究的超時空場景，使課堂教學突破時間、突破空間、無限延展。隨著我國虛擬現實技術的不斷更新與完善，全新的課堂教學將突破傳統教育的藩籬，打破時空界限，實現教學方法的革命性演進。

三、人工智能背景下課堂教學創新的建構思路

在新的時代背景下，人工智能融入教育、走進課堂，不但具有歷史的必然性，而且具備現實的緊迫性。在傳統教學方法的基礎上，課堂教學不斷創新，但囿于自身模式基礎，無法實現全方位、革命性的進階。人工智能融入教育，進一步推動了課堂教學方法的改革與創新。改革和創新既要尊重教育本身的規律，又要符合人工智能與教育深度融合的實際情況。具體來說，在人工智能背景下，課堂教學改革與創新應遵循以下四點思路：

（一）始終明確課堂教學目標追求，牢牢把握技術應用的新趨向

課堂教學的目的是實現對人的素質的全面提升，以育人為根本，這是課堂教學的最初目標和最終目的。教育目標不僅引領著教學活動的所有實踐運作，更具有重要的導向意義和價值。在人工智能背景下，技術因素會在教學活動中展現得比較突出，這使得教師不得不尊重技術在新的教學活動中的實際作用，因為對人工智能技術等方面的熟悉程度和應用水平不但會影響教學活動的進程，而且會在一定程度上展現教師在適應新形勢、新問題、新情況等方面的能力和水平。教師在人工智能融入教育的時代當口，必須主動適應和改變教學方法和實踐策略。和從前單純的技術應用時代相比，人工智能超越了單一的平臺和技術手段，以更加全面、先進和主動介入的方式，促進教學目標的實現。教師應該始終站穩一個立場，那就是人工智能無論怎樣推動教學活動的變革，其作為技術應用于教育領域的思路和原則都沒有變，無論何種應用都必須由科學的教學目標來引領。教師要明確課堂教學目標，確保人工智能在與教學活動的深度融合上，始終處在科學合理的軌道和正確的前進方向上。

（二）敏銳厘清教學要素關系轉變，有序建立智能科技的新格局

課堂教學本身包括諸多要素，但無論怎樣進行劃分和選取，都無法繞開教學過程中的主體、方式、內容、技術、保障等要素。各種要素既相互獨立，各自發揮重要作用，又相互協同配合，共同構建起課堂教學的完整架構。這種架構呈現出穩定的趨勢，但隨著各要素之間的變化互動，形成風格不一、效果各異的課堂教學景象。在人工智能背景下，原本各要素之間的穩定結構被徹底重構，各要素之間的關系發生了劇烈變化，人工智能推動的技術要素被凸顯出來。人工智能融入教育、走入課堂之后，教師可充分運用先進理念和智能科技要素，最大化地優化教學效果、發揮潛在功能。同時，教師也應密切關注和把握智能科技要素，特別是其在課堂教學中與其他要素之間的關系，這是傳統與當下的碰撞。不過，教師也應確保課堂教學中基本要素的相互作用符合教育規律和實際情況，應通過課堂研討、實踐論證等方式，真正厘清人工智能背景下課堂教學諸要素關系的轉變情況，有序建立清晰化、智能化的課堂教學關系新格局。

（三）深入學習人工智能有關知識，有力筑牢改革創新基礎

技術是推進社會變革的重要因素和重要手段。在信息化時代，人工智能嘗試運用技術化手段實現對智能學習的探索，在技術方面有著極為生動的、可以充分發揮主動性的實踐空間，從全流程、多角度來實現課堂教學的精準設計和針對性服務，完成具有較高針對性的個案定制。對于教學活動中重要的角色——教師而言，人工智能應用于教育活動是其職業發展的重要時刻，這種時刻無論是機遇還是挑戰，教師都必須主動面對，積極適應。教師無法忽視人工智能對教育領域的改變和沖擊，無法忽視人工智能對教學模式的介入性革命。教師需要在人工智能融入教學活動時，主動、積極地學習、把握人工智能技術的功能和本質，更多地了解人工智能有關技術和操作，進一步優化自己的教學思路和手段，充分汲取技術進步帶來的養分，使人工智能技術為己所用、為理想的課堂教學所用。

實際上，人工智能本身就是一項不斷向前發展的新興技術，教師想要全面徹底地把握人工智能的專業技能和內部規律，確實很難實現，但盡可能熟練地掌握人工智能在課堂教學中的應用方法，還是可以通過多次實踐來實現的。而且，教師關于技術功能了解得越全面，在課堂教學中的技術應用就會越隨心[6]。進一步來說，人工智能與課堂教學的融合，具體怎樣融合、在哪些環節和角度進行融合，才能更有助于教學目標的實現，這些問題確實需要在教學實踐中進行常態化的研究。為此，教師應不斷加強對人工智能的學習和研究，特別要關注與課堂教學活動相關的技術和應用。同時，我們也應該看到，任何技術本身都有局限，都會產生問題和偏差，甚至出現負面的或意想不到的情況。因此，教師要認真學習和掌握人工智能技術，但也不應該過度依賴技術，而是應該將其作為改革與創新的重要手段，敏銳地發現并及時解決相關問題。同時，教師要結合實際情況采取有效措施，確保人工智能在課堂教學中始終發揮正向作用，且始終處于科學、合理和可控的范圍之內。

（四）始終立足教育自身本質規律，有效提升課堂教學實踐性

無論教育如何向前發展，教育活動本身都必須始終堅守自身本質規律，任何與教育活動相融合的技術和應用也必須遵守這些規律，否則就無法最大化地發揮作用，甚至背道而馳，產生反效果。在人工智能背景下，智能技術和手段與教育活動實現深度融合，能夠進一步推進教育事業不斷突破自身藩籬，實現階段性的跨越。但實事求是地講，人工智能創立之初，并非為了助力教育事業、提升教學質量，研發人工智能教育平臺或軟件的工程師也未必都具有專業的教育背景，未必理解教育本身的本質規律，他們對于智能科技設備的研發和設計大多從技術本身出發，并不能完全將教育因素作為理論推導和技術建立的主要背景，難以充分兼顧教育的核心理論和應用實踐等重大問題。從這一角度出發，人工智能要想在教育領域取得突破性進展，要想在課堂教學中最大化、開創性地實現教學效果，最重要且最為關鍵的一環就是提高教師對人工智能應用于教育領域的理解程度和實際應用水平。教師對這一問題的理解和認識水平、對人工智能的認知深度和廣度、對技術操作的熟練度和契合度，決定了人工智能與教育領域融合發展的實現程度。也就是說，教師作為人工智能技術在課堂教學中的應用主體，應從教育從業者的專業性和榮譽感出發，始終遵循教育本身的規律特征和專業屬性，努力將現代科技注入傳統教育行業，分門別類、有條不紊地進行設計，嘗試人工智能技術的創造性應用，不斷改進教學模式，豐富教學方法，最終推動教學目標的有效完成。

四、結論與思考

隨著科技的進步和時代的發展，教育也受到時代因素的影響和推進，不斷取得令人矚目的進步和發展。人工智能融入教育、走進課堂，不但可以進一步完善教學方法，還有助于推進教育公平，構建起一個終身性、個性化、研究型的教育學習模式。人工智能與教育事業的深入融合，應始終遵循以下三點思路：

（一）堅持以人為本與全面發展

教育最本質的目標是育人，人始終是教育活動的第一對象、第一主角。因此，教育最為關注的始終是人本身。人工智能背景下的教育，應該能更進一步地激發學生的潛能和活力，實現人的全面發展和全面進步。教師應當在智能科技與技術應用的加持下，不斷構建能夠充分滿足學生個性化學習需求的課堂教育模式。無論技術如何發展，教育本身依然是具有濃厚人文屬性的活動，其中蘊含著深厚濃郁的情感。越是在技術推進的助力之下，越需要堅持以人為本與全面發展。

（二）堅持技術創新與理論研究

在人工智能背景下，智能科技與教育實現了令人鼓舞的“世紀牽手”，這種攜手并進得到了教育界和大眾的一致肯定和高度贊譽。我們不難看出，每一次課堂教學的改革與創新、每一次教育的發展與進步，都與同時代技術和理論的攜手共進不可分割。人工智能在課堂教學應用方面的發展和實踐，離不開技術進步和理論研究的深入耕耘與持續革新。技術進步是改革的底座和基石，理論研究是創新的思路和方法。只有始終加大技術創新和理論研究的力度，才能讓人工智能發揮出更大的效能，進一步提高課堂教學的效率和質量。

（三）堅持廣泛應用與深度融合

當前，人工智能在各領域已經結出了累累碩果，但在與教育的深度融合方面，特別是在課堂教學的實踐操作層面才剛剛起步，還處于初步探索階段。人工智能融入教育、走進課堂，還需要教育從業者充分發揮自身主動性和專業優勢：一方面，應抓好對現有平臺和科技的應用，全流程科學地分析評估學生的學業情況，實時反饋并提供更加科學有效的信息和策略，確保學生在學習過程中得到具有針對性的支持和保障；另一方面，應從當前教育實踐出發，跳出傳統思維，站在歷史的轉折點上，提出技術介入需求和科技支撐設想，探索在不同理念、不同思維、不同平臺下的教學改革和創新思路。同時，科技工作者也應立足教育發展實際，在充分了解教育實踐與課堂教學特點的基礎上，整合現有資源，進一步研發應用平臺、工具和模塊，不斷推動人工智能的創新發展。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 劉進，鐘小琴，李學坪.教育人工智能：前沿進展與機遇挑戰[J].高等工程教育研究，2020（2）：113-123.

[2] 尹麗波.人工智能發展報告[R].北京： 社會科學文獻出版社，2017：8.

[3] 國務院.國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知[J].中華人民共和國國務院公報，2017（22）：7-21.

[4] 陳潔.線上教學模式與傳統教學模式的比較研究：以中國人民解放軍陸軍特種作戰學院大學語文課程為例[J].教師，2021（15）：30-31.

[5] 馬陸亭.人工智能將重塑教學模式[J].北京教育（高教），2022（5）：32.

[6] 張麗莉.智慧課堂行為管理系統探究[J].教學與管理，2019（4）：19-21.

［責任編輯：劉鳳華］